hidraulica U1

1.1 ZONA DE ESTUDIO.

1.1.1 Ubicación geográfica.

Chetumal es una ciudad mexicana, cabecera del municipio de Othón P. Blanco y capital del estado de Quintana Roo. El nombre proviene de Chactemal, que en lengua maya significa El lugar donde crecen los árboles rojos. La ciudad de Chetumal está situada en el extremo final de la costa del Mar Caribe perteneciente a México, en el punto donde el Río Hondo desemboca en la Bahía de Chetumal, sus coordenadas geográficas son 18°30′13″N 88°18′19″O y se encuentra a una altitud de 10 metros sobre el nivel del mar. Se localiza a 388 kilómetros al sur del centro turístico de Cancún, a 388 kilómetros al sureste de Mérida, Yucatán y una distancia aproximada de 1,550 kilómetros al sureste de la Ciudad de México.

Chetumal se encuentra localizada en una zona plana como es característica en toda la Península de Yucatán, dos de su extremos, el este y el sureste, culminan en la Bahía de Chetumal, cuya costa es baja y pedregosa, cubierta en su mayor parte por el mangle, hacia el suroeste de la zona urbana se encuentra el cauce del río Hondo y su desembocadura, aunque no existe urbanización alguna en esa zona, la mayor parte de la ciudad se extiende hacia el norte y hacia el oeste, Chetumal no es atravesada por ninguna corriente de agua superficial diferente al río Hondo. Hacia el norte, la población se encuentra prácticamente conurbada con la localidad de Calderitas.

ESTADO ACTUAL DE DESARROLLO URBANO EN EL ÁREA METROPOLITANA

El área metropolitana está compuesta por cinco localidades: Chetumal, Calderitas, Huay-Pix, Xul-Há y Subteniente López, mismas que presentan un comportamiento diferente, de tal manera que entre Chetumal y Calderitas existe una conurbación física. Esto hace que Calderitas se conforme en la actualidad como una colonia de Chetumal, aún cuando mantiene cierta funcionalidad propia.

Las otras tres localidades Huay-Pix, Xul-Há y Subteniente López aún no presentan el fenómeno de la conurbación física pero sí funcional, ya que interactúan con la capital del Estado en forma intensa y se constituyen como suburbios funcionales. Sin embargo, aún conservan el carácter de asentamientos rurales con bajo desarrollo urbano.

Por otra parte, la magnitud poblacional de Chetumal, que con sus 151243 habitantes tiene el 93% del total de población del área metropolitana 165876 habitantes, así como la concentración de equipamiento, servicios y actividades propicia una alta dependencia de las otras localidades hacia este centro urbano y a su vez es la que concentra la mayoría de los problemas en su estructura urbana.PATRONES DE COMPORTAMIENTO, CAUSAS Y EFECTOS

El desarrollo urbano del área metropolitana presenta características distintas en cada uno de los centros de población que la componen, de tal manera que en Chetumal y Calderitas, área conurbada físicamente, en el último lustro se creció la población con una tasa promedio de 1.1% anual y en las otras localidades hubo un decremento de población. Esto se produce porque la ciudad de Chetumal adicionalmente a su crecimiento natural, atrajo población de las otras localidades basado en las oportunidades de empleo y salario que la misma ofrece, fundamentalmente en el sector terciario.

Desde otro punto de vista, el crecimiento urbano se está produciendo en extensión, y con baja densidad, básicamente hacia el norte de Chetumal, y en algunos casos hacia zonas no aptas por ser inundables, lo que obliga a extender redes de infraestructura al mismo tiempo que se da un bajo aprovechamiento a las existentes. Sin embargo, el crecimiento relativo de Chetumal. en el lustro 95-2000. fue descendente respecto a lo sucedido en el periodo 1990-1995. La magnitud de Chetumal respecto a toda el área metropolitana propicia que el comportamiento de esta localidad sea repetitivo en los otros centros de población. El descenso en las tasas relativas de crecimiento indica que la población del área metropolitana se trasladó hacia otras zonas del Estado, básicamente a Cancún y Playa del Carmen, lo que expresa una falta de oportunidades para la población. Se reconoce que Chetumal crece al mismo tiempo que las localidades de apoyo decrecen con la consiguiente pérdida de espacios funcionales para organizar la estructuración urbana.

VENTAJAS Y PROBLEMÁTICAS

El tipo de crecimiento que se está dando, en extensión y con baja densidad, propicia la necesidad de extender redes de infraestructura hacia nuevas áreas, produciendo un bajo aprovechamiento de las existentes con las consiguientes repercusiones en costo y en los sistemas de operación.

Por otra parte la pérdida de población en las localidades de Huay-Pix, Xul- Ha y Subteniente López, hace que en ellas se pierdan áreas funcionales, que pudieran apoyar la estructuración del área metropolitana y se acentúan las demandas de suelo e infraestructura en Chetumal.

Esta situación, genera la necesidad de definir por área y por centro de población funciones y usos predominantes que al mismo tiempo que organicen el espacio urbano, propicien la generación de actividades y plusvalicen el suelo; lo que redundará en el equilibrio espacial y demográfico del área metropolitana.

En el siguiente plano se describe mediante colores el grado de marginación de las colonias de Chetumal

1.2 clima

En el área metropolitana de Chetumal ocurre el mismo tipo de clima que se presenta en la mayoría del territorio del Municipio de Othón P. Blanco, el cual está clasificado en general como cálido con lluvias en verano.

con datos obtenidos durante 15 años por la Comisión Nacional del Agua, se ha establecido que esta área posee un clima catalogado como cálido, subhúmedo intermedio, con temperatura media que oscila entre 22 y 26° C y precipitación entre 1,100 y 1,300 mm anuales, tal como se muestra en las gráficas adjuntas.

Gráfico No. 2:

Precipitación pluvial mensual promedio Estación climatológica de Chetumal (CNA)

Si bien se cuenta con una época de lluvias fuertes en verano, con sequía intensiva, de hecho se presentan precipitaciones en todos los meses, aún en los que se toman como los más secos, marzo y abril, cuando se presentan precipitaciones exógenas traídas por las perturbaciones tropicales que se encuentra precisamente en la migrantes.

1.3 TOPOGRAFÍA

El terreno que circunda la Bahía de Chetumal, incluyendo la zona de Bacalar y la península se clasifica como planicie de acumulación lagunar estructural, prácticamente a nivel del mar y de muy escasa pendiente. Es esta el área más compleja, pues ahí se observa una geodinámica de retroceso de línea costera hacia el continente por sumersión y elevación del nivel del mar, que ha generado costa de tipo biogénica de barrera coralina. El relieve de esta unidad es una llanura plana con ligeras ondulaciones y numerosas cavidades de disolución, cuya máxima elevación no alcanza los 10 m. de altitud.

La topografía de la ciudad y de su entorno inmediato es básicamente plana con pendientes en todos los casos inferiores al 5%. Sin embargo, se presentan algunas depresiones en las que se localizan humedales, principalmente en los límites norponiente de Chetumal, suroriente de Subteniente López y al norte de Huay- Pix, que propician inundaciones en épocas de lluvias, por lo que estos territorios no son aptos para el desarrollo urbano, y exigen obras de protección.

En el ámbito urbano, si bien la topografía es sensiblemente plana, se presentan algunas depresiones, sobre todo sobre la línea de costa y al noroeste de la misma. La cercanía de las zonas bajas al norponiente propicia inundaciones en época de lluvia, por lo que se requieren bordes de protección.

1.4 HIDROLOGÍA

AGUA SUPERFICIALLa mayor parte de la porción territorial que comprende el área metropolitana de Chetumal, pertenece a la región hidrológica RH33, denominada Yucatán Este (Quintana Roo) y dentro de esta, a la cuenca A conocida como Bahía de Chetumal y otras. En ella, se carece de corrientes superficiales, a excepción de los pequeños desagües naturales que se forman durante la temporada máxima de lluvias, mismos que por las características kársticas del suelo son rápidamente drenados hacia las capas inferiores.

La cuenca a su vez se subdivide en cinco subcuencas. El área se encuentra dentro de la subcuenca "c", denominada Bahía de Chetumal, ocupando el 43.8 % de la superficie total del Municipio de Othón P. Blanco. Tiene una fluidez hacia suroeste descargándose en la Bahía de Chetumal. sin embargo por la parte sur de la zona corre tanto el Río Hondo, el cual sirve de límite internacional con Belice y proviene de Guatemala, como el Río Azul. A partir de la incorporación del Río Bravo adopta el nombre de Río Hondo. Su cuenca en la parte mexicana es de 8,883 km2 y el total asciende a casi 13,500 km2, estimándose un escurrimiento medio anual de 1,634 millones de metros cúbicos hasta su descarga en la Bahía de Chetumal.

AGUA SUBTERRÁNEA

En esta área, como en toda la península, subyace el denominado acuífero de Yucatán, el cual es un cuerpo de agua subterráneo facilitado por la filtración de la abundante

lluvia a través de la roca caliza y con un flujo laminar en forma radial y de sur a norte en la península con dirección a la costa.

En el área, su nivel estático se encuentra a corta distancia de la superficie, presentando alto contenido de sales y dificultando la absorción de las aguas pluviales. Sin embargo su volumen excede por mucho la demanda para todos los usos, por lo que se considera como subexplotado.

GEOLOGÍA

La constitución geológica de la superficie es en su totalidad de rocas sedimentarias marinas calizas y derivadas de éstas, tratándose de un material amorfo, muy deleznable, de color blanco, gris y amarillento, formado por margas calíferas y calizas que contiene también restos de foraminíferos, conchas de moluscos, inclusiones de dolomitas, arcilla y óxidos de hierro de origen marino.

En forma particular, esta área se clasifica como planicie de acumulación que dio origen a una fascies lagunar estructural con una costa en equilibrio, excepto en la desembocadura del Rio Hondo, en donde se da el retroceso de la línea de costa hacia el continente por sumersión y/o inactividad deltaica. Las manifestaciones cársticas están asociadas al sistema de fallas estructurales, el cual presenta una orientación casi paralela a la línea de la costa.

EDAFOLOGÍA

En el área metropolitana, considerando la clasificación maya, predomina el suelo reconocido como Tzekel. Esté es un suelo formado, según la Carta Edafológica escala 1:250,000, Bahía de Chetumal E-16-4, por rendzinas con incrustaciones de litosoles (E+l/3).

Por lo general se integra por una capa muy delgada (12 cm. en promedio) establecida sobre la roca caliza, misma que aflora continuamente sobre la superficie. Por otra parte, estos suelos se caracterizan por presentar un drenaje eficiente y con suficiente materia orgánica. Finalmente se tiene que la reacción al HCI/NaF es igual a 5 y su coloración superficial varía del rojo al café oscuro. La textura es fina y la estructura está compuesta por bloques subangulares de tamaño medio.

FLORA Y FAUNA

El área metropolitana es escasa en vegetación, en razón de que los asentamientos humanos la han sustituido por infraestructura. Sin embargo en los terrenos no ocupados todavía, el tipo de asociación vegetal presente es la selva mediana

superennifolia altamente modificada, donde se observa la presencia de algunos árboles de los estratos arbóreo, arbustivo y herbáceo originales. En los poblados es frecuente encontrar especies ornamentales o frutícolas sembradas por sus habitantes, entre las cuales destacan los tulipanes (Hibiscus rosa- sinensis), crotos (Crotos sp.) y zacate de jardín (Sporobolus virginicus)

En cuanto a fauna, se tiene una diversidad de especies que en su mayoría se encuentran en peligro de extinción, originado por la cacería furtiva de estas, se cuenta con especies tales como: venado, tepezcuintle (Agouti paca), jabalí(Pacari tajacu), pavo de monte, faisán, entre otras.

Selección de la colonia

Se realizó la selección de la colonia Infonavit Proterritorio perteneciente a la ciudad de Chetumal Quintana Roo, considerándose como aplicables en dicha zona los parámetros generales de la ciudad.

La colonia infonavit proterritorio se encuentra al noreste de la ciudad de Chetumal, colindando con las colonias de arboledas, proterritorio 2, y sus colindancias de calles son, maxuxac, chico zapote, y Guillermo L. Vega, sumando un área total de 168488 m2, cuenta con 638 viviendas

POBLACION DE PROYECTO EN CHETUMAL

Mediante la visita y consulta al INEGI se obtuvo la siguiente información histórica del crecimiento de la ciudad de Chetumal,

AÑO N° de Habitantes1,990 94,1581,995 115,1522,000 121,6022,005 136,8252,010 151,243

Se estableció como periodo de diseño de 20 años, por lo cual la proyección de población se realizara hasta el 2034, utilizando algunos de los métodos de regresiones (lineales, exponenciales, logarítmicos o potenciales) eligiendo el método más preciso, cuyo error relativo se aproxime a los valores reales unas vez obtenida la proyección de población se calcularan los gastos de proyecto.

AÑO PROYECCION DE POBLACION (REGRESION LINEAL)

AÑO PROYECCION DE POBLACION (REGRESION LINEAL)

2010 150965 2025 191718

2011 153681 2026 194434

2012 156398 2027 197151

2013 159115 2028 199868

2014 161832 2029 202585

2015 164549 2030 205302

2016 167266 2031 208019

2017 169983 2032 210736

2018 172699 2033 213452

2019 175416 2034 216169

2020 178133

2021 180850

2022 183567

2023 186284

2024 189001

Cálculo de la densidad de población por año de la Cd. de Chetumal

Se considera que la cantidad de viviendas en Chetumal no aumentará, es decir mantendremos constante las viviendas según el registro del INEGI 2010= 49825 viv

DP=hab .viv

DP: Densidad de Población (en hab/viv)

hab: Número de Habitantes (variable de acuerdo ala proyección de poblacion anual)

viv: Número de Viviendas en Chetumal será constante según INEGI 2010= 49825 viv

Aplicando la formula anterior obtenemos la densidades anuales

AÑO DENSIDAD DE POBLACION (HAB/VIV)

AÑO DENSIDAD DE POBLACION (HAB/VIV)

2010 3.03 2025 3.848

2011 3.084 2026 3.902

2012 3.139 2027 3.957

2013 3.193 2028 4.011

2014 3.248 2029 4.066

2015 3.303 2030 4.12

La proyección de población corresponde a la ciudad de Chetumal utilizando el método de regresión lineal.

2016 3.357 2031 4.175

2017 3.412 2032 4.23

2018 3.466 2033 4.284

2019 3.521 2034 4.339

2020 3.575

2021 3.63

2022 3.684

2023 3.739

2024 3.793

Caracterización de la zona de estudio COL. INFONAVIT PROTERRITORIO

Como no se cuentan con datos estadísticos específicos de la zona de estudio se tomara como base la proyección de población de Chetumal, considerando un comportamiento aplicando la siguiente formula.

Pob .Col . Anual=(VIV .COL.)∗(DP )

Donde: Pob .Col . Anual: Población en la Colonia anual

DP: Densidad de Población proyectada en la tabla anterior (hab/viv)

VIV .COL.: Viviendas en la Colonia constante (conteo en sitio + revisión del PDU)= 638+26=664

Teniendo los datos básicos aplicamos la fórmula para obtener la siguiente tabla.

AÑO POBLACION PROYECTADA EN LA COLONIA

AÑO POBLACION PROYECTADA EN LA COLONIA

2010 2011.92 2024 2518.552

2011 2047.776 2025 2555.072

2012 2084.296 2026 2590.928

2013 2120.152 2027 2627.448

La densidad de población corresponde a la ciudad de Chetumal utilizando la ecuación antes planteada. El comportamiento obtenido nos indica que al no tener más zonas de urbanización, en un lote habrá más personas, la ciudad optaría por crear segundos pisos.

2014 2156.672 2028 2663.304

2015 2193.192 2029 2699.824

2016 2229.048 2030 2735.68

2017 2265.568 2031 2772.2

2018 2301.424 2032 2808.72

2019 2337.944 2033 2844.576

2020 2373.8 2034 2881.096

2021 2410.32

2022 2446.176

2023 2482.696

1.5 Gastos de Proyecto

La cuantificación del gasto medio diario se realizó en función de la población atendida y de la dotación de agua potable para la zona de proyecto (clima cálido), siendo esta variable por tipo de uso de acuerdo a lo indicado en la tabla I. En la colonia le corresponde a una densidad media propia de vivienda de interés medio (230 lt/hab/día).

Para el cálculo de los gastos en la colonia se izó referencia a las siguientes tablas.

Fuente: Manual de agua potable, alcantarillado y saneamiento, libro datos básicos, C.N.A.

De acuerdo al recorrido hecho en la colonia se obtuvieron los siguientes datos referentes al cálculo de los gastos de proyecto.

Diagnóstico Col. Arboledas I 2014

TIPO DE INSTALACIÓNFÓRMULA CANTIDAD UNIDADES

CONSUMO DE AGUA

Tabla 5.5. Consumo mínimo en comercios

Locales comerciales 6 l/m2/día 2273.755 m2 13642.53

Tabla 5.8. Consumo para usos públicos

Espacios abiertos: Jardines y Parques 5 l/m2/día 16654.435 m2 83272.175ESCUELA 20 l/asistente/día 580 asistentes 11600 IGLESIA 150l/asistente/dia 40 asistentes 6000Otros

Viviendas 230 l/hab/día 664 viviendas 659870

CONSUMO DE AGUA TOTAL: 774384.704 Litros por díaResultados obtenidos=

CONSUMO TOTAL = 774384.704 lts/seg CONSUMO TOTAL = 8.96 lts/seg

DISTRIBUCION DE GASTOS

VIVIENDAS 659870 L/SAREAS COMERCIALES 13642.53 L/SAREAS DE DONACIN 100872.175 L/S

DEMANDA ACTUAL

Para el cálculo de la DEMANDA ACTUAL, es decir en el año 2014, se procede a la siguiente fórmula:

DEM . ACT .=2∗Q A

Dónde:

DEM. ACT : Demanda Actual de Agua en litros por día

QA: Consuma Actual de Agua en litros por día

% Pérdidas: Como no disponemos de información, se puede considerar un valor comprendido entre el 40 % y el 60 % de acuerdo al MANUAL DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO. Datos Básicos (2007)

En nuestro calculo consideraremos un valor del 50% de pérdidas físicas.

CALCULO DE LA DEMANDA ACTUAL

DEM . ACT .2014=774384.704+2 (774384.704 )=1548769.408 litros por día

INCREMENTO ANUAL DE LOS CONSUMOS

Para consumo DOMÉSTICO

CDanual=CD∗Hab.x año

Dónde:

CD anual: Consumo Doméstico anual (litros por día).CD: Consumo Doméstico Clase Media, corresponde a 230 l/hab/díaHab. x año: Número de habitantes en un año determinado

Para consumo NO DOMÉSTICO

Los consumos “no domésticos” (CND) se consideraran como constantes, pese al incremento de la población.

El CONSUMO TOTAL

Fórmula:

QX año=QvivX año+QND❑

Donde:

QX año: Consumo Total en un año determinado (litros por día)Qviv Xaño: Consumo Doméstico de un año determinado en (litros por día)QND x año: Consumo No Doméstico de un año determinado en (litros por día)

AÑO HABITANTES Q.MED. VIVIENDAS Q. MED. AREAS PUBLICAS (L/S)

Q. MED. AREAS COMERCIALES (L/S)

TOTAL DE GASTOS PERDIDAS DEMANDA (L/DIA)

2010 2011.92 462741.6 100872.175 13642.53 577256.305 577256.305 1154512.612011 2047.776 470988.48 100872.175 13642.53 585503.185 585503.185 1171006.372012 2084.296 479388.08 100872.175 13642.53 593902.785 593902.785 1187805.572013 2120.152 487634.96 100872.175 13642.53 602149.665 602149.665 1204299.332014 2156.672 496034.56 100872.175 13642.53 610549.265 610549.265 1221098.532015 2193.192 504434.16 100872.175 13642.53 618948.865 618948.865 1237897.732016 2229.048 512681.04 100872.175 13642.53 627195.745 627195.745 1254391.492017 2265.568 521080.64 100872.175 13642.53 635595.345 635595.345 1271190.692018 2301.424 529327.52 100872.175 13642.53 643842.225 643842.225 1287684.452019 2337.944 537727.12 100872.175 13642.53 652241.825 652241.825 1304483.652020 2373.8 545974 100872.175 13642.53 660488.705 660488.705 1320977.412021 2410.32 554373.6 100872.175 13642.53 668888.305 668888.305 1337776.612022 2446.176 562620.48 100872.175 13642.53 677135.185 677135.185 1354270.372023 2482.696 571020.08 100872.175 13642.53 685534.785 685534.785 1371069.572024 2518.552 579266.96 100872.175 13642.53 693781.665 693781.665 1387563.332025 2555.072 587666.56 100872.175 13642.53 702181.265 702181.265 1404362.532026 2590.928 595913.44 100872.175 13642.53 710428.145 710428.145 1420856.292027 2627.448 604313.04 100872.175 13642.53 718827.745 718827.745 1437655.492028 2663.304 612559.92 100872.175 13642.53 727074.625 727074.625 1454149.252029 2699.824 620959.52 100872.175 13642.53 735474.225 735474.225 1470948.452030 2735.68 629206.4 100872.175 13642.53 743721.105 743721.105 1487442.212031 2772.2 637606 100872.175 13642.53 752120.705 752120.705 1504241.412032 2808.72 646005.6 100872.175 13642.53 760520.305 760520.305 1521040.612033 2844.576 654252.48 100872.175 13642.53 768767.185 768767.185 1537534.37

2034 2881.096 662652.08 100872.175 13642.53 777166.785 777166.785 1554333.572035 2916.952 670898.96 100872.175 13642.53 785413.665 785413.665 1570827.33